晶心科技宣布其新发布的处理器核心已具备ACE功能

晶心科技宣布刚发表的AndeStar V5 CPU处理器核心N25/N25F、NX25/NX25F、A25及AX25已具备Andes Custom Extension (ACE)功能。晶心技术长暨资深副总经理苏泓萌表示，ACE对熟悉Verilog和C语言设计的工程师来说相当容易上手，ACE语法仅需较少程序码便可打造多元功能。ACE指令不仅取代了原始程序码的一串指令，还可降低功耗及程序码大小。

RISC-V为非营利组织RISC-V基金会所制定的开源指令集架构(ISA)。由于RISC-V具备精简、模块化及可扩充等优点，近期在各种重要应用领域迅速兴起。除了一般功能以外，RISC-V规格更预留了客制指令集的空间，以便于加入Domain-Specific Architecture/Acceleration (DSA)扩充，以支持如人工智能/机器学习、AR/VR、ADAS及新一代存储和连网等设计。

晶心指出，将研发嵌入式处理器IP逾十年的丰富经验结合RISC-V技术，推出AndeStar V5架构，现在进一步加上ACE，让嵌入式系统工程师更容易在V5处理器中添加客制化指令。

晶心进一步说明，客制化指令能大幅强化应用性能，同时兼顾可编程性。然而设计新指令需CPU专业知识及大量人力来修改既有的处理器硬件和相关软件工具，并确认其功能无误，因此加入客制化指令对许多SoC设计团队来说并不容易。

晶心强调，通过公司ACE设计环境，可大幅简化加入客制化指令步骤。工程师只须建立一个ACE描述档来定义输入/输出界面及以C语言描述的指令意涵，再加上一个相对应的精简Verilog档来描述其逻辑电路，即可利用Custom-OPtimized Instruction deveLOpment Tools (COPILOT) 工具于短短数分钟内产生具扩充指令的CPU和相关软件工具链。

由于COPILOT设计环境是自动产生ACE指令关键，能帮助SoC设计团队省去许多底层RTL设计工作，如运算码选取、指令译码、操作数参照、输入操作数存取、资料相依性检查及结果汇整。因此工程师能专注利用ACE的强大功能，而不是花费时间摸索CPU管线的运作方式。

ACE最强大的功能以高阶语法来描述指令，并自动产生RTL电路。如矢量语法让开发者能像设计纯量指令一样轻松设计出矢量指令，背景语法则能让需较长时间执行的ACE指令持续在背景同步执行，工程师也能利用自订暂存器及自订存储器设定任意位元宽度特点，让ACE指令执行宽位元输入和输出，而这些功能都有助处理器效能大幅提升。

另外，COPILOT除了能容易地产生工具链，也能自动产生测试矢量和交叉验证环境，帮工程师验证所设计的指令是否正确，让设计验证更为容易。

苏泓萌认为，ACE客制指令有助突破应用设计瓶颈，加上结合V5系列处理器后，便能大幅提升性能，达成高效能的设计目标。